直流发电机的自励与外特性

电压在哪停下，何时根本建立不起来

剩磁产生的小电压推动励磁电流，增强磁通，磁通又使电压进一步升高。这个反馈在磁化曲线与励磁电阻线（V = Rf·If）的交点处停止；用滑块增大励磁电阻，直线越来越陡，交点随之下降。直线一旦比磁化曲线的初始斜率（本图中约 400Ω）更陡，电压就建立不起来，其原因就是本课要回答的问题。

种子是剩磁

磁极铁芯中留有曾经被磁化过的痕迹，即剩磁通，所以发电机一转动，剩磁通就在电枢中感应出很小的剩磁电压。如果并励绕组与电枢并联，这个电压就会在励磁绕组中推动很小的电流，该电流增强磁通，使电压进一步升高。这是不需外部电源、自己把自己建立起来的正反馈。不过励磁绕组的接法必须使剩磁通增强；接反了，连剩磁通也会被抵消，电压随之崩溃。如果长期停用、剩磁消失，可以向励磁绕组短时间通入外部直流重新磁化（充磁）来恢复。

反馈停下之处，临界电阻

电压升高时励磁电流也增大，但铁芯饱和后磁化曲线弯曲，电压不能再按比例升高。另一方面，励磁电阻线 V = Rf·If 是一条直线，所以反馈在两条线的交点处停止。增大励磁电阻使直线变陡，交点就降到拐点以下；直线一旦比磁化曲线的初始斜率更陡，交点就只剩剩磁点附近，电压建立不起来。这个极限斜率就是临界励磁电阻。磁化曲线随转速成比例地上下伸缩，所以转速低时，即使励磁电阻相同，电压也可能建立不起来（临界转速）。

加上负载——按励磁方式的外特性

有负载电流流过时，端电压 Vt = E - IaRa，会因电枢电阻压降和电枢反应而下降。他励发电机的励磁另有电源，只因这两项略有下垂。并励发电机端电压下降时励磁电流也随之减小，磁通进一步减少，所以下垂得更陡。串励发电机的负载电流就是励磁电流，电压先上升，再因饱和和电枢反应而弯折；复励发电机加上串励绕组来弥补并励的下垂，可以调成随负载几乎平直（平复励）或略有上升（过复励）。

回到第一屏

电压建立不起来，是在励磁电阻线比磁化曲线的初始斜率更陡、两者只在剩磁点附近相交的时候。以剩磁为种子，正反馈运转起来，但它停在因饱和而弯曲的磁化曲线与笔直的励磁电阻线的交点上。只有励磁电阻小于临界值，交点才出现在拐点以上的高处，电压才能建立。这样建立的电压在带负载时按 Vt = E - IaRa 下降：他励略降，并励降得更多，串励和复励则各有不同的形状。发电机的电压，无论是起初的建立还是带负载时的保持，都可以在磁化曲线上读出。

到此完成直流机。换向器把交流翻成直流(B1)，电枢反应推移中性轴(B2)，反电动势决定电动机的转速与转矩(B3)，自励建立发电机的电压(B4)——都是在同一磁路上旋转的一台机器。下一组 C 是用磁场造出旋转本身的感应机。从三相电流如何织出旋转磁场，即旋转磁场讲起。